江蘇省徐州沛縣楊屯中學 張洪雷
分類討論思想是對研究對象的數(shù)學本質(zhì)進行分析和討論,根據(jù)特征將其歸類的一種重要的數(shù)學思想,在一些題目中合理地運用數(shù)學分類討論思想可以把復雜的問題簡單化,使學生開始接觸并思考數(shù)學的內(nèi)在規(guī)律,培養(yǎng)學生做題的條理性和周密性,有利于培養(yǎng)學生探索規(guī)律的能力,提高學生的做題正確率,這樣不僅可以在考試中拿到更多的分數(shù),還可以對學生的思維進行一定的訓練,提高數(shù)學素養(yǎng)。因此,培養(yǎng)學生的分類討論思想在初中教學中是十分必要的。
在初中學習過程中,學生會遇到許多需要運用分類討論思想才能方便解答的問題,所以學習在不同的情況下都可以正確運用分類討論思想是必要的。
當學生學習有理數(shù)、實數(shù)、三角形邊長問題、不等式的概念時,教師在課堂上常常采用帶領(lǐng)學生對相關(guān)概念進行分類討論的方式進行教學,因為這些概念常常受到范圍或條件的制約,不同的制約條件得出的答案也不同,因此在解題的時候就會運用分類討論思想。
在對除法、含絕對值的運算、開偶次方等問題進行解答時,應(yīng)考慮到在滿足條件的情況下題目會有不同的解,這個時候就要運用分類討論思想對題目進行正確解答。
初中教材里,圓、三角形、不等式和函數(shù)所占比例較大,學生若想取得高分,那么一定要掌握這幾個重要板塊,在不同的情況下對不同的研究對象進行討論,就非??简瀸W生的綜合素養(yǎng)。
在學習“直線與圓的位置關(guān)系”時,直線與圓的位置關(guān)系可以根據(jù)圓的半徑大小與圓心到直線的距離來判斷:若圓心到直線的距離等于圓的半徑,則直線與圓相切;若圓心到直線的距離大于圓的半徑,則直線與圓相離;反之則相交。在以此概念為背景的相關(guān)習題中,分類討論的思想會常常被應(yīng)用。
例1:在同一平面內(nèi),半徑分別為10 和6 的兩圓相切,求圓心距。
對此題,解題者便可采用分類討論思想,考慮到兩圓相切分為外切與內(nèi)切兩種情況,若兩圓為外切,則兩圓的圓心距為10;若兩圓為內(nèi)切,則圓心距為2。這樣便能夠避免解題時由于思路單一而解答出錯。
解題思路:已知兩圓相切,求其圓心距,首先要在腦海中設(shè)想兩圓的位置,不能先入為主地認為兩圓只有外切,要在平時做題中積累經(jīng)驗,看到題目就要知道題目中的圓有外切和內(nèi)切兩種情況。若兩圓是外切,則圓心距為16;若兩圓是內(nèi)切,則圓心距為4。
解題過程:
①當兩圓外切時,6+10=16,圓心距為16。
②當兩圓內(nèi)切時,10-6=4,圓心距為4。
在學習與三角形有關(guān)的知識時,常常會遇到已知兩邊長求第三邊,或是已知研究對象是直角等腰三角形與三角形其中一邊長時,求三角形面積。此類問題主要是考查學生對三角形相關(guān)知識的掌握程度和理解程度,在題設(shè)條件沒有明確指出所給邊長是底還是腰時,學生就要采用分類討論思想來討論問題。
例2:在平面內(nèi)有一等腰直角三角形,已知一邊長為10,求此三角形面積。
解題思路:題設(shè)條件未說明所給邊長是底邊長還是腰長,所以就應(yīng)分兩種情況對題目求解,一是三角形腰長為10;二是三角形底邊長為10。
解題過程:
②當三角形底邊長為10 時,
在解不等式問題時,為了確保研究對象不遺漏、不重復,在解題過程中保持清醒的頭腦,有序地進行,因此常常使用分類討論的方法對題目進行詳細討論。
例3:解關(guān)于x 的不等式ax2-2 ≥2x-ax(a ∈R)。
解題思路:看到平方應(yīng)注意,此題應(yīng)詳細地對a 分類:a=0,a>0,-2 <a <0,a=-2,a <-2。分別解不等式,求解集再取交集即可。
解題過程:
原不等式變形為ax2+(a-2)x-2 ≥0。
①a=0 時,x ≤-1。
②a ≠0 時,不等式即為(ax-2)(x+1)≥0,
當a=-2 時,x=-1;
綜上,當a=0 時,x ≤-1;
當a=-2 時,x=-1;
解方程是初中學生的必備技能之一,并且在以后的學習中,解方程發(fā)揮著巨大的作用。當所給函數(shù)有絕對值時,就應(yīng)該對題目進行分類討論。
例4:求方程|5-x|+|x+4|=7 中x 的取值范圍。
解題思路:在解此類題過程中,應(yīng)該把絕對值中的研究對象進行討論,將其劃分為大于零、小于零和等于零的情況。將其分類為x<-4,-4 ≤x ≤5,x >5,再解不等式。
解題過程:
①當x <-4 時,方程為:5-x-(x+4)=9,得x=-4,與x <-4矛盾;
②當-4 ≤x ≤5 時,方程為:5-x+x+4=9,成立。
③當x >5 時,方程為:-(5-x)+x+4=9,得x=5,與x >5 矛盾。
故x 的取值范圍為-4 ≤x ≤5。
綜上所述,在新課改和義務(wù)教育的背景下,教師應(yīng)越來越注重培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)與數(shù)學思維,因此不能單純地讓學生刷題,應(yīng)授人以漁,把正確的解題思想交給學生。分類討論思想作為一個基礎(chǔ)卻重要的數(shù)學思想,在初中數(shù)學教學里起著重要的作用,學生對數(shù)學的全新認識可以由學習分類討論思想開始,有利于學生提升自身的思維能力,為以后的數(shù)學學習奠定基礎(chǔ)。